Юбилейная XLVI Международная выставка-презентация
научной, учебно-методической и художественной литературы

СПИЦА ДЛЯ ОСТЕОСИНТЕЗА С БИОАКТИВНЫМ ПОКРЫТИЕМ


НазваниеСПИЦА ДЛЯ ОСТЕОСИНТЕЗА С БИОАКТИВНЫМ ПОКРЫТИЕМ
Разработчик (Авторы)Родионов И.В., Перинская И.В., Куц Л.Е.
Вид объекта патентного праваПолезная модель
Регистрационный номер 189624
Дата регистрации29.05.2019
ПравообладательФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А."
Медаль имени А.Нобеля

Описание изобретения

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к травматологии и ортопедии и может быть использована в составе компрессионно-дистракционных аппаратов. Технический результат полезной модели заключается в придании антимикробных свойств за счет ионно-лучевого модифицирования биоактивного покрытия спицы ионами серебра (Ag+). Спица для остеосинтеза с биоактивным покрытием, выполненная в виде стержня с заостренным концом режущей части, при этом средняя часть стержня выполнена меньшим диаметром, чем диаметр хвостовой и режущей частей, на среднюю часть стержня нанесено биоактивное кальций-фосфатное покрытие, предназначенное для соприкосновения с тканями организма, толщиной, обеспечивающей равенство диаметров хвостовой и режущей частей, а конец режущей части выполнен в виде перового сверла, поверхность кальций-фосфатного покрытия модифицирована ионами серебра (Ag+) в процессе ионно-лучевой обработки. 1 фиг.

 

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к травматологии и ортопедии и может быть использована в составе компрессионно-дистракционных аппаратов.

Наиболее перспективными элементами конструкций аппаратов внешней фиксации при лечении больных с костно-суставной патологией являются спицы, которые обеспечивают неподвижное закрепление костных отростков в процессе остеогенеза.

Однако нередко при действии агрессивной биологической среды в виду отсутствия физико-механических условий, обеспечивающих эффективное интеграционное (на микро- и наноуровне) взаимодействие поверхности спицы с прилегающими костными структурами, происходят процессы воспаления прилегающих тканей и отторжения временно установленных конструкций.

Поэтому проблема повышения эффективности использования спиц для остеосинтеза является весьма актуальной и может быть решена за счет придания поверхности, снабженной биоактивным покрытием, антимикробных свойств.

Известна спица для остеосинтеза (патент РФ на полезную модель №21508, МПК 7 А61В 17/58, опубл. 27.01.2002) содержащая удлиненный стержень, хвостовик и режущую часть. Режущая часть в сечении выполнена в виде параллелограмма с острыми кромками, вписывающегося в диаметр от 2 до 10% больший, чем диаметр стержня. Конец режущей части выполнен в виде угла со скошенными кромками в сторону от направления вращения при резании. В районе скошенных кромок тупые углы параллелограмма режущей части срезаны плоскостями под углом к оси стержня.

Недостатком данной конструкции спицы для остеосинтеза является то, что она не обеспечивает достаточно жесткой фиксации кости или ее фрагмента из-за резорбции костной ткани по ходу спицевого канала в виду отсутствия биологического покрытия спицы, что приводит к увеличению диаметра спицевого канала с потерей фиксации и управляемости положением костных фрагментов в течение процесса лечения и не обладает антимикробными свойствами.

Известна спица для остеосинтеза (патент РФ №2358678, МПК А61В 17/58, опубл. 20.06.2009), в виде стержня с заостренным концом. В местах соприкосновения с тканями организма она имеет покрытие, имеющее развитый рельеф поверхности, нанесенное методом электроискрового легирования. Для нанесения покрытия используют электроды, выбранные из группы биосовместимых металлов: титан, и/или тантал, и/или молибден, и/или ниобий, и/или серебро. Покрытие имеет рельеф поверхности с шероховатостью 20-40 мкм.

Недостатком данного изобретения является то, что при проведении спицы через кость часть покрытия разрушается, что снижает эффективность жесткой первичной и вторичной фиксации отломков кости, а также провоцирует развитие воспалительной реакции тканей в области спицевого канала из-за присутствия в нем не связанных остатков покрытия и отсутствие антимикробных свойств.

Наиболее близким к технической сущности предлагаемой полезной модели является конструкция спицы для остеосинтеза (Патент РФ №107473, МПК А61В 17/58, опубл. 20.08.2011). Спица для остеосинтеза с биоактивным покрытием, выполненная в виде стержня с заостренным концом режущей части, при этом в местах соприкосновения с тканями организма на стержень нанесено методом микродугового оксидирования кальций-фосфатное покрытие. Средняя часть стержня выполнена меньшим диаметром, чем диаметр хвостовой и режущей частей, на среднюю часть стержня нанесено биоактивное покрытие, предназначенное для соприкосновения с тканями организма, толщиной, обеспечивающей равенство диаметров хвостовой и режущей частей, а конец режущей части выполнен в виде перового сверла.

Недостатком данной конструкции является отсутствие антимикробных свойств биоактивного покрытия.

Задачей полезной модели является создание спицы для остеосинтеза с биоактивным покрытием, обладающим антимикробными свойствами.

Технический результат полезной модели заключается в придании антимикробных свойств за счет ионно-лучевого модифицирования биоактивного покрытия спицы ионами серебра (Ag+).

Поставленная задача решается за счет того, что предлагаемая спица для остеосинтеза с биоактивным покрытием, выполненная в виде стержня с заостренным концом режущей части, при этом средняя часть стержня выполнена меньшим диаметром, чем диаметр хвостовой и режущей частей, на среднюю часть стержня нанесено биоактивное кальций-фосфатное покрытие, предназначенное для соприкосновения с тканями организма, толщиной, обеспечивающей равенство диаметров хвостовой и режущей частей, а конец режущей части выполнен в виде перового сверла, согласно новому техническому решению, поверхность кальций-фосфатного покрытия модифицирована ионами серебра (Ag+) в процессе ионно-лучевой обработки.

Изготовление предлагаемой спицы для остеосинтеза с биоактивным покрытием может осуществляться путем литья, волочения, механической обработки, микродугового оксидирования (нанесение биоактивного кальций-фосфатного покрытия), ионно-лучевой обработки (модифицирование слоя биоактивного кальций-фосфатного покрытия ионами серебра). Описание конструкции.

На фиг. приведена предлагаемая конструкция спицы для остеосинтеза с биоактивным покрытием, где позициями обозначены: 1 - режущая часть, 2 - средняя часть, 3 - хвостовая часть, 4 - биоактивное кальций-фосфатное покрытие, 5 - ионы серебра, 6 - конец режущей части в виде перового сверла.

Конструкция спицы для остеосинтеза с биоактивным покрытием (фиг.) представляет собой цилиндрический стержень, состоящий из режущей 1, средней 2 и хвостовой 3 частей. Средняя часть 2 стержня выполнена меньшим диаметром, чем диаметр хвостовой 3 и режущей 1 частей. На среднюю часть 2 стержня нанесено биоактивное кальций-фосфатное покрытие 4, модифицированное ионами серебра 5 в процессе ионно-лучевой обработки, обладающее антимикробными свойствами. Толщина биоактивного покрытия обеспечивает равенство диаметров хвостовой 3 и режущей 1 частей. Конец режущей 1 части выполнен в виде перового сверла 6. Хвостовая часть 3 служит для закрепления в патроне ортопедической дрели.

Для установки предлагаемой спицы для остеосинтеза с биоактивным покрытием режущей частью 1 прокалывают мягкие ткани до кости. С помощью ортопедической дрели с закрепленной в ней за хвостовую часть 3 спицей сверлят костную ткань. При вхождении в костную ткань перового сверла 6 режущей части 1 создают в кости канал. По мере углубления канала, в процессе сверления, в костную ткань заходит рабочая часть 2 с нанесенным на нее биоактивным кальций-фосфатным покрытием 4, модифицированным ионами серебра 5 в процессе ионно-лучевой обработки, обладающим антимикробными свойствами.

Предлагаемая конструкция спицы для остеосинтеза с биоактивным покрытием обладает антимикробными свойствами за счет модифицирования кальций-фосфатного покрытия ионами серебра в процессе ионно-лучевой обработки, что подтверждается экспериментально полученными результатами исследования, которые показали, что оптимальными дозами ионов серебра, необходимыми для придания покрытию антимикробных свойств, являются 1,2⋅1016-1,8⋅1016 ион/см2 с ускоряющим напряжением 75 кВ. При дозах ионов серебра менее 1,2⋅1016 ион/см2 и более 1,8⋅1016 ион/см2 не проявляются антимикробные свойства.

Таким образом, предложенная конструкция спицы для остеосинтеза с биоактивным покрытием создает наилучшие условия для эффективного интеграционного взаимодействия с костной тканью за счет модифицирования кальций-фосфатного покрытия ионами серебра в результате чего, поверхность спицы обладает антимикробными свойствами.

Формула полезной модели

Спица для остеосинтеза с биоактивным покрытием, выполненная в виде стержня, имеющего заостренный конец режущей части, при этом средняя часть стержня выполнена меньшим диаметром, чем диаметр хвостовой и режущей частей, на среднюю часть стержня нанесено биоактивное кальций-фосфатное покрытие, предназначенное для соприкосновения с тканями организма, толщиной, обеспечивающей равенство диаметров хвостовой и режущей частей, а конец режущей части выполнен в виде перового сверла, отличающаяся тем, что поверхность кальций-фосфатного покрытия модифицирована ионами серебра (Ag+) в процессе ионно-лучевой обработки.

Комментарии

Изобретение "СПИЦА ДЛЯ ОСТЕОСИНТЕЗА С БИОАКТИВНЫМ ПОКРЫТИЕМ" (Родионов И.В., Перинская И.В., Куц Л.Е.) отмечено юбилейной наградой (25 лет Российской Академии Естествознания)
ЛЕОНАРДО да ВИНЧИ (Leonardo da Vinci) С УДОСТОВЕРЕНИЕМ ЛАУРЕАТА